Énergies

Les réseaux électriques intelligents

Mis à jour le 28/02/2022

Pour faciliter l’insertion des énergies renouvelables et s’adapter à l’évolution des usages, les réseaux électriques doivent intégrer de nouvelles technologies ou services garantissant une fourniture d’électricité efficace, économique et sécurisée.

Le réseau électrique a pour rôle d’acheminer l’électricité depuis les centres de production (centrales nucléaires, thermiques et renouvelables) vers les centres de consommation (industriels, collectivités, résidentiels) et d’assurer à tout moment l’équilibre entre la production et la consommation. Or, les réseaux électriques actuels sont confrontés au développement de nouveaux moyens de production et à une évolution des usages.

Dans le but de maintenir un équilibre entre l’offre et la demande, l’insertion des énergies renouvelables, dont la production est intermittente et décentralisée, mais aussi l’apparition de nouveaux usages (mobilité électrique), les réseaux actuels nécessitent une transition vers des réseaux électriques intelligents.

Objectifs des réseaux électriques intelligents (ou smart grids)

En réponse à ces nouvelles problématiques, les réseaux électriques intelligents se situent à la convergence des technologies des systèmes électriques (production et distribution) et des technologies de l’information et de la communication (TIC). Ils se réfèrent à un ensemble de technologies (composants, équipements électriques, logiciels, intelligence artificielle et moyens de communication) intégrées au sein du système électrique et aux stratégies de gestion de ce système complexe. Ces nouvelles technologies doivent leur permettre d’intégrer efficacement les actions des différents utilisateurs, consommateurs et/ou producteurs, afin de maintenir une fourniture d’électricité efficace, durable, économique et sécurisée.

L’ADEME soutient le développement des réseaux électriques intelligents dans la mesure où ils contribueront à la réussite de la transition énergétique en étant un acteur clé de la gestion de l’évolution de la demande électrique, en couvrant les enjeux suivants :

  • la maîtrise de la demande en énergie avec des consommateurs plus actifs dans la gestion de leur consommation : consommer mieux et moins ;
  • Développer la flexibilité électrique, c’est-à-dire la modulation de la demande électrique sur le réseau en vue de sécuriser et de réguler l’équilibre entre la production et la demande. La flexibilité passe notamment par l’effacement, qui consiste à demander aux industriels et aux acteurs du tertiaire qui en ont les moyens, de moduler leur consommation en vue des aléas auxquels le réseau est soumis (pic de consommation, pic de production) ;
  • l’insertion massive et décentralisée de moyens de production renouvelable sur les réseaux, en fournissant des prévisions fiables de production et consommation pour mieux gérer l’équilibre du système à coût maîtrisé, mais également en contribuant à la baisse des coûts de raccordement et de maintenance ;
  • l’optimisation des réseaux de distribution et de transport menant à une diminution des coûts de conduite et maintenance ;
  • l’insertion de nouveaux usages, avec une consommation fluctuante en énergie électrique, tels que les véhicules électriques.
Les bénéfices du développement des réseaux électriques et intelligents peuvent se résumer selon trois axes :
  1. Technique : optimiser les réseaux énergétiques et favoriser l’insertion des EnR par le traitement de données ou la simulation ;
  2. Economique : permettre une diminution des coûts pour les collectivités et de la création d’emplois localement ;
  3. Sociétal : répondre aux défis énergétiques et environnementaux, mais aussi intégrer l’usager à la démarche en créant le concept de « consom’acteur ».

Évolution possible de l’architecture et des fonctionnalités pour les réseaux électriques de demain

Ainsi, le développement de ces réseaux impliquera tous les acteurs du système électrique : producteurs d’électricité, gestionnaires de réseau, fournisseurs d’électricité. De nouveaux métiers sont également susceptibles d’apparaître, comme les agrégateurs d’effacement. Enfin, les collectivités (en tant que propriétaires des réseaux de distribution) et les usagers (tertiaires, industriels et particuliers) seront également fortement impliqués par leur déploiement.

Les réseaux électriques intelligents s’appuient sur un certain nombre de briques technologiques dont le développement et le degré d’intégration sont plus ou moins avancés :

  • les Technologies de l'information et de la communication (TIC) qui permettent une meilleure circulation de l’information sur le réseau (suivi de consommation détaillée, état du réseau, traitement de données) ;
  • des équipements de réseaux intégrant de nouvelles fonctions (disjoncteurs/réenclencheurs, réglage de tension intégré aux transformateurs) ;
  • les technologies de stockage pour lisser les productions renouvelables souvent variables, rendre des services au système électrique ou déplacer l’électricité solaire et éolienne et la restituer lors des pics de demande ;
  • les outils de prévision et de modélisation permettant d’affiner les données météorologiques, les données de production ou de consommation ainsi que les transits sur les réseaux ;
  • des compteurs communicants pouvant recevoir et envoyer des données et des ordres sans l’intervention physique d’un technicien et permettant de proposer de nouvelles offres tarifaires ;
  • la transmission auprès des clients sur différents supports d'informations et de conseils sur leur consommation ;
  • des boîtiers électroniques s’installant dans le tableau électrique permettant de commander certains usages électriques en temps réel.

Associés à ces verrous technologiques, les enjeux sociologiques et économiques liés aux réseaux électriques intelligents sont également importants.

Zoom sur le déploiement des compteurs communicants

Puisqu’ils permettront notamment de donner au gestionnaire de réseau une meilleure connaissance de l'état du réseau et d'apporter de nouveaux services et informations aux consommateurs, les compteurs communicants sont souvent considérés comme la première brique indispensable au développement des smart grids.
L’Union européenne a défini, dans le troisième paquet énergie-climat, l’objectif d’atteindre un déploiement des compteurs communicants dans 80 % des foyers européens.
En France, Enedis, l’entreprise qui gère la distribution de l’électricité sur 95 % du territoire, le reste étant assuré par des Entreprises locales de distribution, a déployé entre décembre 2015 et la fin de l’année 2021, 35 millions de compteurs communicants (90% du parc français), dénommés Linky, sur le territoire français.

L’action de l’ADEME

Depuis 2009, l’ADEME joue un rôle précurseur sur ce sujet en publiant une feuille de route sur les réseaux électriques intelligents ainsi que plusieurs Appels à manifestations d’intérêt (AMI) sur cette thématique dans le cadre des Investissements d’avenir. Les projets soutenus par l’ADEME dans ce cadre font intervenir un grand nombre d’acteurs du secteur de la recherche et de l’industrie sur l’ensemble du territoire français. Ils contribuent ainsi à améliorer la connaissance sur ces technologies, leur efficacité environnementale et leur acceptabilité, et à structurer les acteurs de cette nouvelle filière industrielle. L’ADEME soutient également la R&D en finançant des thèses et des projets, au travers d’appels à projet de recherche.